[0001] Die Erfindung betrifft eine Gasspüleinrichtung für ein metallurgisches Gefäß gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Gasspüleinrichtungen der gattungsmäßigen Art sind aus der EP 0 363 651 A1 und der
EP 0 364 723 A1 bekannt. Sie besteht aus einem in einer Öffnung des Metallmantels
des metallurgischen Gefäßes angeordneten Gasspülstein, an dessen Unterseite ein einen
Durchgang aufweisendes Verschlußteil lösbar befestigt ist. Am Verschlußteil ist ein
Führungsrohr angeschweißt, an dem quer dazu ein Schwenkhebel und im axialen Abstand
dazu ein Hebel angelenkt angeordnet sind. Die Lagerstelle des Schwenkhebels ist an
einem am Metallmantel befestigten Steg vorgesehen. Das freie Ende des Schwenkhebels
ist als Halbschale ausgebildet, die einen an der Unterseite des Metallmantels befestigten
Bolzen umfaßt. Der Bolzen ist mit einem Querschlitz versehen, durch den ein Keil steckbar
ist. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß der Gasspülstein exakt in den Lochstein
passen muß und es keine Nachjustiermöglichkeit gibt. Der Schwenkhebel hat keine Endanschlagbegrenzung,
so daß durch zu starkes Eintreiben des Keiles der Gasspülstein zerstört werden kann.
Außerdem muß in umständlicher Weise der Gasspülstein vom Verschlußteil abgeschraubt
und der neue Gasspülstein wieder angeschraubt werden.
[0003] Eine gattungsbildende Gasspüleinrichtung ist aus der US 4,589,635 bekannt. Bei dieser
Konstruktion ist in einer Öffnung des Metallmantels des metallurgischen Gefäßes auswechselbar
ein Gasspülstein angeordnet. Ein aus drei verschiedenen Platten bestehendes und einen
Durchgang aufweisendes Verschlussteil ist in einem am Metallmantel angeordneten Stutzen
axial verschiebbar angeordnet und kommt an der Unterseite des Gasspülsteins zur Anlage.
Das Verschlussteil wirkt mit einer ein Außengewinde aufweisenden und hutartig ausgebildeten
Buchse zusammen, die verdrehbar in einem verschwenkbaren Klemmelement angeordnet ist.
Das Klemmelement besteht aus einer Platte, die mit einer in einer Mittenöffnung der
Platte angeordneten und ein Innengewinde aufweisenden Buchse versehen ist, in die
die hutartige Buchse einschraubbar ist. Die Axialverschiebung des Verschlussteils
erfolgt durch Drehen der hutartigen Buchse. Zum Ein- und Ausbau des Gasspülsteins
kann die Platte mittels einer aufwendigen Kniehebelkonstruktion abgesenkt und weggeschwenkt
werden. Die Sicherung der Platte im eingeschwenkten Zustand erfolgt durch drei an
der Unterseite des Stutzens befestigte Bolzen, die durch in der Platte angebrachte
Öffnungen hindurchgreifen und durch in den Bolzen angebrachte Schlitze treibbare Keile
sicherbar sind.
[0004] Die praktische Erfahrung mit ähnlich konstruierten Verschlusssystemen hat gezeigt,
dass alle Gewindelösungen zum Positionieren des Gasspülsteins früher oder später versagen,
da unter Berücksichtigung der an dieser Stelle herrschenden Temperaturen die Gewinde
sehr grob ausgeführt werden müssen, um die Gangbarkeit zu gewährleisten. Auf der anderen
Seite erleichtert das große Spiel des groben Gewindes den Zutritt von Schmutzteilchen,
die zum Klemmen führen. Auch die fast filigranhaft ausgeführte Kniehebelkonstruktion
zum Verschwenken der Platte ist für die dort herrschenden rauhen Betriebsbedingungen
nicht geeignet. Weiterhin ist die Drehbewegung der hutartigen Buchse nicht begrenzt,
so dass die Gefahr besteht den Gasspülstein zu zerstören. Die nicht unerhebliche Reibung
der Stirnseite der hutartigen Buchse mit der Unterseite des Verschlussteiles bei Drehung
der hutartigen Buchse erschwert die genaue Positionierung und führt zu Abriebverlusten.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es die gattungsgemäße Gasspüleinrichtung so weiterzuentwickeln,
dass die geschilderten Schwierigkeiten mit der Positionierung des Gasspülsteins nicht
auftreten und eine Zerstörung des Gasspülsteins sicher verhindert wird.
[0006] Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils
Gegenstand von Unteransprüchen.
[0007] Lösungsgemäß ist an der Öffnung des Metallmantels ein Stutzen befestigt, in dem das
Verschlußteil axial verschiebbar angeordnet und das Haltemittel als ebene ver- und
entriegelbare und eine Öffnung aufweisende Klemmplatte ausgebildet ist. An der Klemmplatte
ist mindestens ein auf das Verschlußteil eine Axialkraft ausübendes, axial verschiebbares
Element, vorzugsweise ein Klemmbolzen angeordnet, dessen Axialbewegung durch einen
Endanschlag begrenzt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Gasspülstein lose
eingesetzt wird und mittels des axial verschiebbaren Verschlußteiles positionierbar
ist. Die für die Positionierung erforderliche Axialkraft wird durch einen in der Klemmplatte
axial verschiebbar angeordneten Klemmbolzen erzeugt. In bekannter Weise erfolgt die
Axialverschiebung des bzw. der Klemmbolzen durch in Querschlitze eintreibbare selbsthemmende
Keile. Um die Axialverschiebung zu begrenzen, kommt eine zwischen Klemmplatte und
Verschlußteil angeordnete Ringscheibe an der Stirnseite des Stutzens zur Anlage. Somit
ist ein weiteres Eintreiben der Klemmbolzen mittels der Keile nicht möglich und eine
Zerstörung des Gasspülsteines ausgeschlossen. Zwischen Ringscheibe und Verschlußteil
kann eine Buchse angeordnet sein, die aber auch integralerTeil des Verschlußteiles
selbst sein kann.
[0008] Die als Haltemittel fungierende Klemmplatte ist rund oder eckig ausgebildet mit vom
Außenrand sich erstreckenden Armen. Zusammen mit an der Unterseite des Metallmantels
angeordneten Stegen bilden sie zum einen die Schwenklagerung und zum anderen die Verriegelungsstelle.
Dazu weisen die Arme und Stege fluchtgleich liegende Querbohrungen auf, durch die
ein Bolzen steckbar ist. Um den Bolzen der Verriegelungsstelle leicht lösen zu können,
wird er mit großem Spiel eingesetzt. Zum leichteren Herausziehen ist an der Kragenseite
des Bolzens ein Handgriff angeordnet. Mit einer Scheibe und einem Splint wird der
Bolzen der Verriegelungsstelle vor dem Herausfallen gesichert.
[0009] Die zuvor beschriebene Schwenklagerung der Klemmplatte ist nur möglich, wenn die
Positionierung des Gasspülsteines in einem eng begrenzten Spielraum von nur einigen
Millimetern erfolgt. In einigen Fällen wird der Gasspülstein aber vor dem Einsetzen
in die Öffnung des Stutzens von Hand mit Feuerfestmasse ummantelt. Da die Dicke dieser
Ummantelung wenig oder viel betragen kann, ergibt sich ein Positionierspielraum im
Extremfall von 0 bis 20 mm. Im letzteren Fall muß die Klemmplatte vor dem Festklemmen
einen ausreichenden Abstand zur Ringscheibe haben. Dies wird dadurch erreicht, daß
in den Stegen Langlöcher angeordnet sind, so daß die Klemmplatte nach dem Einschwenken
parallel verschoben werden kann. Diese Verschiebung erfolgt mittels zweier Gewindebolzen,
die mit einer Montageplatte zusammenwirken. Die Montageplatte ist in im Endbereich
der Stege angeordnete Ausnehmungen einschiebbar. Sobald die Klemmplatte die Endstellung
erreicht hat, werden die Steckbolzen umgesteckt und in fluchtgleich liegende Querbohrungen
mit Spiel eingesteckt. Die Montageplatte kann danach abgebaut werden und die endgültige
Positionierung des Verschlußteiles erfolgt mittels der Keile wie schon zuvor beschrieben.
[0010] In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die lösungsgemäß ausgebildete
Gasspüleinrichtung näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Gasspüleinrichtung
- Figur 2
- eine Ansicht in Richtung X in Figur 1
- Figur 3a
- im Detail die Bolzenverspannung
- Figur 3b
- im Detail die Bolzenentspannung
- Figur 4
- wie Figur 1, aber eine zweite Ausführungsform
- Figur 5
- eine Ansicht von Figur 4
- Figur 6
- das Stadium der Vorpositionierung der Gasspüleinrichtung
- Figur 7
- die endgültige Positionierung der Gasspüleinrichtung
[0011] In Figur 1 ist in einem Längsschnitt und in Figur 2 in einer Ansicht eine erfindungsgemäß
ausgebildete Gasspüleinrichtung dargestellt.
[0012] Der Metallmantel 1 eines metallurgischen Gefäßes weist eine Öffnung 2 auf, in der
ein Stutzen 3 befestigt ist. Im Stutzen 3 ist ein Verschlußteil 4 axial verschiebbar
angeordnet, auf dem ein hier nicht dargestellter Gasspülstein zur Anlage kommt. Das
Halteelement ist als kreisrunde, ebene Klemmplatte 5 ausgebildet, mit am Außenrand
angeordneten Armen 6, 6', 7, Die beiden in Figur 2 rechts liegenden Arme 6,6' bilden
zusammen mit den am Metallmantel 1 angeordneten Stegen 8,8' die Schwenklagerung. Dazu
weisen die Arme 6,6' und die Stege 8,8' fluchtgleich liegende Querbohrungen auf, durch
die ein Bolzen 9,9' steckbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Bolzen
9,9' gesichert durch eine Scheibe 10 und einen Splint 11. Um den Gasspülstein an die
Gasleitung anschließen zu können, weist die Klemmplatte 5 eine als Langloch ausgebildete
Öffnung 43 auf. Die Verriegelungsstelle wird gebildet durch den gabelartig ausgebildeten
Arm 7, wobei zwischen den beiden Fingern des Armes 7 ein am Metallmantel 1 angeordneter
Steg 12 zur Anlage kommt. Zum Ver- und Entriegeln ist ein Bolzen 13 vorgesehen, der
durch achsgleich fluchtende Querbohrungen der Finger des Armes 7 und des Steges 12
steckbar ist. Gesichert wird der Bolzen 13 auf der einen Seite durch einen Kragen
14 und auf der anderen Seite durch eine Scheibe 15 und einen Splint 16. Damit der
Bolzen 12 auch unter Hitzeeinwirkung möglichst leicht bewegbar ist, sind die Querbohrungen
größer als der Außendurchmesser des Bolzens 13. Zum Fassen des Bolzens 13 ist auf
der Kragenseite ein Handgriff 17 angeordnet.
[0013] Nach dem Einschwenken der Klemmplatte 5 (siehe hierzu die gestrichelten Linien der
Schwenkstellung) und der zuvor beschriebenen Verriegelung erfolgt die genaue Positionierung
des hier nicht dargestellten Gasspülsteines mittels der an der Unterseite der Klemmplatte
5 angeordneten Bolzen 18,18',18'''. Diese sind axial verschiebbar in Hülsen 19,19',19''
angeordnet, die mit Deckeln 20,20',20'' auf der Unterseite geschlossen sind. Die Axialverschiebung
erfolgt mittels selbsthemmender Keile 21,21',21'', die durch in den Hülsen 19,19',19''
und den Bolzen 18,18',18''' angeordneten Querschlitzen treibbar sind (siehe Figur
3a, 3b). An den freien Enden der Keile 21,21',21'' sind Splinte 22 angeordnet, damit
die Keile beim Ein- und Ausschlagen nicht aus den Querschlitzen herausgetrieben werden
können.
[0014] In diesem Ausführungsbeispiel wirken die axial verschiebbaren Bolzen 18,18',18''
nicht direkt auf das Verschlußteil 4, sondern auf eine dazwischenliegende Ringscheibe
23 und eine dazwischen angeordnete Buchse 26. Die Ringscheibe 23 kommt an der Unterseite
der Buchse 26 zur Anlage. Dabei bildet sich zwischen der Klemmplatte 5 und der Ringscheibe
23 ein Spalt 24, der mindestens 2 mm, vorzugsweise aber 5 mm groß ist. In der endgültigen
Positionierung soll im Regelfall zwischen Ringscheibe 23 und Unterseite des hier abgesetzt
angeordneten Stutzens 3 ebenfalls ein Spalt verbleiben. Um aber eine Überlastung des
Gasspülsteines zu vermeiden, dient die Stirnseite 25 des Stutzens 23 als Endanschlag.
Damit wird sichergestellt, daß auch bei übermäßigem Einschlagen der Keile 21, 21',21''
der Gasspülstein nicht zerstört werden kann.
[0015] In den Figuren 4 und 5 ist vergleichbar wie für Figur 1 und 2 eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gasspüleinrichtung dargestellt, wobei für gleiche
Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zu Figur 1 ist die
Klemmplatte 27 verschwenkbar und parallel verschiebbar angeordnet. Dazu weisen die
am Metallmantel 1 befestigten Stege 30,30',31,31' Langlöcher 39,39',40,40' auf. Im
Abstand dazu sind Querbohrungen 37,37',38,38' angeordnet, die mit in den Armen 28,29
angeordneten Querbohrungen 35,36 zur Deckung gebracht werden können. Die Montage erfolgt
nun in der Weise, daß nach dem Einsetzen des Gasspülsteines und der Anordnung des
Verschlußteiles 4, der Buchse 26 und der Ringscheibe 23 die Klemmplatte 27 beispielsweise
zwischen den beiden hier rechts liegenden Stegen 30,30' eingehängt und ein Bolzen
41 mittels des Handgriffes 17 durch die Langlöcher 39,39' und der fluchtgleich dazu
liegenden Querbohrung 35' des Armes 28 gesteckt wird. Danach kann die Klemmplatte
27 zwischen die beiden hier links liegenden Stege 31,31' geschwenkt werden. Auch auf
dieser Seite erfolgt die Sicherung durch einen Bolzen 42. Die axiale Verschiebung
der Klemmplatte 27 entlang der Langlöcher 39,39',40,40' erfolgt mittels einer Montageplatte
34 und zweier damit zusammenwirkender Gewindebolzen 47,47'. Die Montageplatte 34 wird
in im Endbereich der Stege 30,30',31,31' angeordnete Ausnehmungen 32,33 (Figur 7)
eingesetzt. Damit dies ohne weiteres möglich ist, weist die Montageplatte 34 im Mittenbereich
ein Langloch 49 und im hier rechts liegenden Endbereich einen Hals bildende Ausnehmungen
50,50' auf. Die zuvor schon von Hand in die Montageplatte 34 eingedrehten Gewindebolzen
47,47' können nun mittels eines Schraubers weitergedreht werden. Dazu ist der hier
unten liegende Endbereich der Gewindebolzen 47,47' beispielsweise als Vierkant 51
ausgebildet. Der obere Endbereich 48,48' der Gewindebolzen 47,47' ist bolzenartig
ausgebildet mit einem geringeren Durchmesser. Diese Endbereiche 48,48' greifen durch
in der Klemmplatte 27 angeordnete Ausnehmungen 45,46, wobei die Länge der Endbereiche
48,48' größer ist als die Dicke der Klemmplatte 27. Sobald durch weiteres Drehen der
Gewindebolzen 47,47' der Absatz zwischen Endbereich 48,48' und Gewindeabschnitt an
der Unterseite der Klemmplatte 27 zur Anlage kommt, wird diese axial verschoben.
[0016] Figur 6 zeigt die Endstellung der zuvor beschriebenen Verschiebung. Die in den Langlöchern
39,39',40,40' steckenden Bolzen 41,42 können nun umgesteckt werden in die nunmehr
fluchtgleich liegenden Querbohrungen 35,36,37,37',38,38' der Arme 28,29 und der Stege
30,30',31,31'. Bei der axialen Verschiebung der Klemmplatte 27 ist durch die Stirnbereiche
der Gewindebolzen 47,47' die Ringscheibe 23 in Position gebracht worden. Nach dem
Umstecken der Bolzen 41,42 können die Gewindebolzen 47,47' zurückgedreht und die Montageplatte
34 entfernt werden, wie Figur 7 zeigt. Die endgültige Positionierung des Gasspülsteines
erfolgt durch Einschlagen der Keile 21,21', wie schon zuvor in Figur 1 beschrieben.
Die Stirnseite 25 des Stutzens 3 bildet dabei für die Ringscheibe 23 den Endanschlag,
so daß der Gasspülstein nicht zerstört werden kann. Beim Auswechseln des Gasspülsteines
werden die Keile 21,21' zurückgeschlagen, so daß die Klemmplatte 27 lose liegt. Der
linke Bolzen 42 wird herausgezogen und die Klemmplatte kann mittels des rechts steckenden
Bolzens 41 geschwenkt werden. Danach können die Ringscheibe 23, die Buchse 26 und
das Verschlußteil 4 zusammen mit dem Gasspülstein aus dem Stutzen 3 herausgenommen
werden.

1. Gasspüleinrichtung für ein metallurgisches Gefäß mit einem in einer Öffnung des Metallmantels
auswechselbar angeordneten Gasspülstein, an dessen Unterseite ein einen Durchgang
aufweisendes Verschlussteil zur Anlage kommt, das axial verschiebbar in einem in der
Öffnung des Metallmantels angeordneten Stutzen angeordnet ist und das mit einem am
Metallmantel verschwenkbar angeordneten, als ver- und entriegelbares ausgebildetes
und eine Öffnung aufweisendes Klemmelement zusammenwirkt, das mit mindestens einem
auf das Verschlussteil eine Axialkraft ausübenden axial verschiebbaren Element versehen
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Klemmelement als ebene Klemmplatte (5, 27) ausgebildet ist mit mindestens
einem nach rechts und nach links sich erstreckenden Armen (6, 6', 7,28, 29), die mit
auf der Unterseite des Metallmantels (1) angeordneten Stegen (8, 8', 12, 30, 30',
31, 31') zum einen die Schwenklagerung und zum anderen die Verriegelungsstelle für
die Klemmplatte (5, 27) bilden und das eine Axialkraft ausübende Element als Klemmbolzen
(18, 18'. 18'') ausgebildet ist, der in einer auf der Unterseite der Klemmplatte (5,
27) angeordneten Hülse (19, 19', 19'') geführt ist und durch eine in der Klemmplatte
(5, 27) achsgleich zur Hülse (1 9, 19', 19'') liegende Öffnung hindurchgreift, wobei
die Axialbewegung des Klemmbolzens (18, 18', 18'') durch einen Endanschlag begrenzt
ist.
2. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (19, 19', 19'') und der Klemmbolzen (18, 18', 18'') einen Querschlitz
aufweisen, durch den ein selbstklemmender Keil (21, 821', 21'') eintreibbar ist.
3. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmplatte (5) als runde Scheibe ausgebildet ist mit zwei (6, 6') nach rechts
und einem (7) nach links sich erstreckenden Armen und die Arme (6, 6', 7) und die
Stege (8, 8', 12) fluchtgleich liegende Querbohrungen aufweisen, durch die ein sicherbarer
Bolzen (9, 9', 13) steckbar ist.
4. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Verriegelungsstelle der Bolzen (13) mit großem Spiel einsteckbar ist.
5. Gasspüleinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Unterseite der Klemmplatte (5) symmetrisch über den Umfang verteilt drei
Hülsen (19,19', 1 9'') mit darin axial verschiebbaren Klemmbolzen (18,18', 18'') angeordnet
sind.
6. Gasspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Klemmplatte (5,27) und Verschlußteil (4) eine Buchse (26) sowie eine
Ringscheibe (23) angeordnet ist, wobei die Buchse (26) im endgültig positionierten
Zustand des Gasspülsteines an der Unterseite des Verschlußteiles (4) und die Ringscheibe
(23) in der Endlage des Verschlußteiles (4) an der Stirnseite (25) des Stutzens (3)
zur Anlage kommt.
7. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass im eingebauten und endgültig positionierten Zustand des Gasspülsteines zwischen
Klemmplatte (5, 27) und Ringscheibe (23) einerseits und zwischen Ringscheibe (23)
und Stirnseite (25) des Stutzens (3) andererseits ein Spalt (24) verbleibt.
8. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spalt (24) zwischen Klemmplatte (5) und Ringscheibe (23) mindestens 2 mm,
vorzugsweise 5 mm beträgt.
9. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmplatte (27) als eckige Scheibe ausgebildet ist mit zwei in der Längsachse
liegenden, nach rechts und links sich erstreckenden Armen (28, 29) und die mit den
Armen (28, 29) zusammenwirkende Stege (30, 30', 31, 31') im unteren Endbereich Ausnehmungen
(32, 33) zur Aufnahme einer parallel zur Klemmplatte (27) liegenden Montageplatte
(34) aufweisen.
10. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Arme (28,29) je zwei im Abstand zueinander parallel liegende Querbohrungen
(35,35',36,36') und die Stege (30,30',31,31') fluchtgleich dazu liegende Querbohrungen
(37,37',38,38') und Langlöcher (39,39',40,40') aufweisen, durch die ein sicherbarer
Bolzen (41,42) steckbar ist.
11. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bolzen (41,42) mit großem Spiel einsteckbar sind.
12. Gasspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 9-11,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Unterseite der Klemmplatte (27) zwei einander gegenüberliegende quer zur
Längsachse der Klemmplatte (27) liegende Hülsen (1 9,19') mit darin axial verschiebbaren
Klemmbolzen (18,18') angeordnet sind.
13. Gasspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 9-12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmplatte (27) zwei in Dickenrichtung liegende Ausnehmungen (45,46) aufweist,
durch die bolzenartig ausgebildete Endbereiche (48,48') zweier mit der Montageplatte
(34) zusammenwirkender Gewindebolzen (47,47') steckbar sind.
14. Gasspüleinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge der bolzenartig ausgebildeten Endbereiche (48,48') der Gewindebolzen
(47,47') größer ist als die Dicke der Klemmplatte (27) und die Durchmesser geringer
sind als die Gewindeabschnitte der Gewindebolzen (47,47

).
15. Gasspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 9-14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Montageplatte (34) im Mittenbereich ein Langloch (49) und in einem Endbereich
zwei einen Hals bildende Ausnehmungen (50,50') aufweist.